灵活的三维力触觉传感器 基于Velostat 压缩膜
Yuanxiang Zhang1, Jiantao Zeng1,2, Yong Wang1,2
1College of Mechanical Engineering, Quzhou University, Quzhou 324000, China.
Micromachines
|April 27, 2024
概括
使用聚乙烯碳复合材料的新型灵活的3D力传感器为电子皮肤提供了高性能. 这种触觉传感器准确地检测正常和剪切力,为可穿戴设备提供实时反.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 可穿戴技术可穿戴技术
背景情况:
- 灵活的三维 (3D) 力量传感器对于能够检测人类运动中的正常和剪切力的先进电子皮肤至关重要.
- 现有的传感器通常面临性能,成本或制造简单性的局限性,阻碍了广泛采用.
研究的目的:
- 开发一种高性能,低成本,易于制造的灵活的3D力触摸传感器.
- 描述传感器在检测正常和剪切力方面的性能.
- 为了展示传感器在可穿戴触觉手套系统中的潜在应用.
主要方法:
- 使用聚乙烯碳复合材料 (velostat) 制造一个三明治结构的柔性3D力传感器.
- 综合测试,以确定传感器的测量范围,灵敏度,可重复性,稳定性以及正常和剪切力的响应/恢复时间.
- 将传感器集成到类似手套的阵列中,并演示实时无线数据传输到PC.
主要成果:
- 传感器实现了0-12N的正常力和0-2.6N的剪切力的大测量范围.
- 对于正常力 (0.775 N−1 在 0-1 N) 和剪切力 (0.122 N−1 在 x 方向,0.12 N−1 在 y 方向) 观察到高灵敏度.
- 在2500个加载周期后,证实了出色的重复性和稳定性,反应快 (40毫秒) 和恢复 (80毫秒) 时间.
结论:
- 开发的灵活的3D力传感器表现出高性能,耐用性和快速响应,使其适用于电子皮肤应用.
- 传感器能够检测多方向力,并将其集成到无线手套系统中,这突显了其在智能可穿戴设备中的潜力.
- 这种低成本,简单制造的传感器为推进人机交互和机器人技术提供了重大前景.
